(57)【要約】  【課題】  ガス純度の計測に異常が発生する虞れの少ない回転電機のガス純度測定装置を提供すること。  【解決手段】  ガス純度測定部１０２とガス流量測定部１０３の測定値に応じて第２の弁１０４と第１の弁１１３を制御するための弁制御部１０１を設け、発電機１００が運転時は第２の弁１０４を閉じ第１の弁１１３を開いて、発電機１００内のガスをガス純度測定部１０２とガス流量測定部１０３を通して循環させ、ガス純度測定部１０２とガス流量測定部１０３の測定値を監視し、双方の測定値が低下した場合、第１の弁１１３を閉じ、第２の弁１０４を開いて大気連通配管１０８に連通させ、配管内の水分をガスと共に第２の弁１０４から大気中に放出させ、ガス純度が所定値以内に復帰したとき第２の弁１０４を閉じ第１の弁１１３を開くようにしたもの。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機内からガス純度測定部とガス流量測定部、それに第１の弁を通って前記回転電機内に戻る経路からなるガス循環ラインと、前記回転電機内から前記ガス純度測定部と説明ガス流量測定部、それに第２の弁を通って大気中に至る経路からなるガス放出ラインを備えたガス純度測定装置において、
前記第１の弁と前記第２の弁を開閉制御する弁制御部を設け、
前記弁制御部は、前記第１の弁を開き前記第２の弁を閉じることにより前記ガス循環ラインを形成させ、前記第１の弁を閉じ前記第２の弁を開くことにより前記ガス放出ラインを形成させ、
且つ、前記弁制御部は、前記ガス純度測定部と前記ガス流量測定部の双方の測定値を監視し、
前記ガス循環ラインにおいて前記双方の測定値が所定値から低下したとき、前記ガス循環ラインから前記ガス放出ラインに切換制御し、
前記前記ガス放出ラインにおいて前記双方の測定値が前記所定値に復帰したとき、前記ガス放出ラインから前記ガス循環ラインに復帰制御することを特徴とするガス純度測定装置。
【請求項２】
回転電機内からガス純度測定部とガス流量測定部、それに第１の弁を通って前記回転電機内に戻る経路からなるガス循環ラインと、前記回転電機内から前記ガス純度測定部と説明ガス流量測定部、それに第２の弁を通って大気中に至る経路からなるガス放出ラインを備えたガス純度測定装置において、
前記第１の弁と前記第２の弁を開閉制御する弁制御部を設け、
前記弁制御部は、前記第１の弁を開き前記第２の弁を閉じることにより前記ガス循環ラインを形成させ、前記第１の弁を閉じ前記第２の弁を開くことにより前記ガス放出ラインを形成させ、
且つ、前記弁制御部は、前記ガス純度測定部と前記ガス流量測定部の双方の測定値を監視し、
前記ガス循環ラインにおいて前記双方の測定値が所定値から低下したとき、前記ガス循環ラインから前記ガス放出ラインに切換制御し、
前記切換制御した時点から所定時間経過したとき、前記ガス放出ラインから前記ガス循環ラインに復帰制御することを特徴とするガス純度測定装置。
【請求項３】
回転電機内からガス純度測定部とガス流量測定部、それに第１の弁を通って前記回転電機内に戻る経路からなるガス循環ラインと、前記回転電機内から前記ガス純度測定部と説明ガス流量測定部、それに第２の弁を通って大気中に至る経路からなるガス放出ラインを備えたガス純度測定装置において、
前記第１の弁と前記第２の弁を開閉制御する弁制御部と、
前記回転電機のガス出口側配管とガス戻り側配管の間に接続された差圧測定部を設け、
前記弁制御部は、前記第１の弁を開き前記第２の弁を閉じることにより前記ガス循環ラインを形成させ、前記第１の弁を閉じ前記第２の弁を開くことにより前記ガス放出ラインを形成させ、
且つ、前記弁制御部は、前記ガス純度測定部と前記ガス流量測定部、それに前記差圧測定部の各々の測定値を監視し、
前記ガス循環ラインにおいて前記各々の測定値が所定値から低下したとき、前記ガス循環ラインから前記ガス放出ラインに切換制御し、
前記前記ガス放出ラインにおいて前記各々の測定値が前記所定値に復帰したとき、前記ガス放出ラインから前記ガス循環ラインに復帰制御することを特徴とするガス純度測定装置。
【請求項４】
回転電機内からガス純度測定部とガス流量測定部、それに第１の弁を通って前記回転電機内に戻る経路からなるガス循環ラインと、前記回転電機内から前記ガス純度測定部と説明ガス流量測定部、それに第２の弁を通って大気中に至る経路からなるガス放出ラインを備えたガス純度測定装置において、
前記第１の弁と前記第２の弁を開閉制御する弁制御部と、
前記回転電機のガス出口側の配管とガス戻り側の配管の間に接続された差圧測定部を設け、
前記弁制御部は、前記第１の弁を開き前記第２の弁を閉じることにより前記ガス循環ラインを形成させ、前記第１の弁を閉じ前記第２の弁を開くことにより前記ガス放出ラインを形成させ、
且つ、前記弁制御部は、前記ガス純度測定部と前記ガス流量測定部、それに前記差圧測定部の各々の測定値を監視し、
前記ガス循環ラインにおいて前記各々の測定値が所定値から低下したとき、前記ガス循環ラインから前記ガス放出ラインに切換制御し、
前記切換制御した時点から所定時間経過したとき、前記ガス放出ラインから前記ガス循環ラインに復帰制御することを特徴とするガス純度測定装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４に記載の何れかのガス純度測定装置において、
前記回転電機と前記第１の弁の間の経路に前記回転電機内の圧力を測定する機内圧力測定部を設け、
前記弁制御部は、前記回転電機が運転中、前記機内圧力測定部による機内圧力測定値を監視し、前記機内圧力測定値が低下したとき、前記回転電機内にガスを供給するための弁の開閉を制御することを特徴とするガス純度測定装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項４に記載の何れかのガス純度測定装置において、
前記回転電機のガス出口側の配管と前記ガス純度測定部の経路にファンが設けられていることを特徴とするガス純度測定装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項４に記載の何れかのガス純度測定装置において、
前記回転電機のガス出口側の配管と前記ガス純度測定部の経路に乾燥器が設けられていることを特徴とするガス純度測定装置。
【請求項８】
請求項７に記載のガス純度測定装置において、
前記乾燥器がファンを備えていることを特徴とする発電機ガス純度測定装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項４に記載のガス純度測定装置において、
前記回転電機が、原子力発電所の発電機であることを特徴とするガス純度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素冷却形回転電機のガス純度測定装置に係り、特に、運転時から定期検査時など運転状態の全般にわたって回転電機内のガス純度を常時監視する方式のガス純度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タービン発電機など比較的大容量の回転電機では、従来から水素冷却方式が採用されているが、この場合、回転電機内のガス純度を常時、監視するのが通例であり、そこで、従来から使用されている回転電機のガス純度測定装置の一例について、図１５により説明する。
【０００３】
この図１５は、対象となる回転電機が発電機１００の場合の従来技術で、ガス供給装置１１２を備え、このガス供給装置１１２から弁１１１を介して、発電機１００の中に水素(Ｈ2)が供給され、所定の圧力(例えば３atg)で封入された状態で水素冷却方式として使用されるようになっている。
【０００４】
このとき発電機１００には、ガス純度測定部１０２とガス流量測定部１０３に連通した配管系が備えられ、この配管系には、発電機１００からガス純度測定部１０２及びガス流量測定部１０３を通って再び発電機１００に戻る経路に設けた弁１１３と、発電機１００からガス純度測定部１０２及びガス流量測定部１０３を通って大気連通配管１０８に至る経路に設けた弁１０４とがある。
【０００５】
そして、この従来技術では、発電機１００を運転しているときは弁１０４と弁１１１を閉じると共に、弁１１３を開き、これにより発電機１００とガス純度測定部１０２及びガス流量測定部１０３を通る閉ループが形成させる。
【０００６】
このとき、発電機１００にはガス循環用のファンが設けてあるので、発電機１００の中に満たされている水素は、運転中、上記した閉ループを形成している配管系統(以下、これをガス循環ラインＬ１と呼ぶ)内で循環されている。
【０００７】
そこで、運転中は、このガス循環ラインＬ１にあるガス純度測定部１０２とガス流量測定部１０３により、発電機１００内の水素の純度と流量が測定され、必要な監視が得られるようになっている。
【０００８】
なお、このように発電機１００が通常の運転状態にあるときは、ガス循環ラインＬ１が形成されている。そこで、この図では、このとき開いている弁１１３については白抜きで描き、このとき閉じている弁１０４、１１１については黒く塗り潰して描いてあるのである。
【０００９】
一方、発電機１００を定期検査する際は、まず弁１１３を閉じ、これと共に弁１０４と弁１１１は開にする。そして、これにより発電機１００内を大気連通配管１０８から大気中に連通させる配管系統(以下、大気放出ラインＬ２と呼ぶ)を形成させ、この大気放出ラインＬ２により発電機１００内の水素を大気中に放散させるようになっている。
【００１０】
このとき、水素は引火性が極めて強く危険性が高いので、これを回避するため、ガス供給装置１１２から二酸化炭素(ＣＯ2 ガス)を供給し、発電機１００内の水素に置換させるが、このときはガス純度測定部１０２とガス流量測定部１０３により発電機１００内の二酸化炭素の純度Ｄと流量Ｆが測定される。
【００１１】
ここで発電機１００を検査するためには、その中に作業者(人間)が入る必要がある。そこで、今度はガス供給装置１１２から空気を供給し、発電機１００内の二酸化炭素を大気連通配管１０８から大気中に放出するが、このときもガス純度測定部１０２とガス流量測定部１０３により、発電機１００内の空気の純度Ｄと流量Ｆを監視する。
【００１２】
そして、発電機１００の定期点検が終了したら、この後、発電機１００の運転を開始させるため、再び水素を発電機１００内に充填する必要があるが、このときも引火の危険性を回避するため、最初は、まず空気が二酸化炭素で置換されるようにする。
【００１３】
そこで、一時的にガス供給装置１１２から二酸化炭素を供給し、発電機１００内の空気を大気連通配管１０８から大気中に放出させながら二酸化炭素を充填するのであるが、このときもガス純度測定部１０２とガス流量測定部１０３により発電機１００内の二酸化炭素の純度Ｄと流量Ｆを監視する。
【００１４】
そして、最後に発電機１００内の二酸化炭素を水素で置換する。そこで、今度はガス供給装置１１２から水素を供給し、発電機１００内に充填されている二酸化炭素を大気連通配管１０８から大気中に放出させ、発電機１００内に水素が充満されてゆくようにするのであるが、このときも、ガス純度測定部１０２とガス流量測定部１０３により発電機１００内の水素の純度Ｄと流量Ｆを監視する。
【００１５】
そして、発電機１００内の二酸化炭素が水素で置換され、水素の純度が所定値以上に達して、水素が充満されたと判断された時点で弁１０４と弁１１１を閉にし、弁１１３を開にするのである。
【００１６】
ここで、本発明に関連した技術については、例えば回転電機の冷却用水素ガス置換装置を挙げることができる(例えば、特許文献１参照。)。
【特許文献１】特開２０００−２０９８１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上記従来技術は、ガス循環ラインの配管内での結露の発生に配慮がされておらず、ガス純度の計測に問題があった。
【００１８】
水素冷却方式の回転電機の運転に際しても、運転時や定期点検時など全般にわたって、運転状態の健全性が確保されなければならないが、このためには発電機内のガスの純度を常時監視し、発電機内のガスの純度を常に確実かつ正確に測定できなければならない。
【００１９】
ここで、水素冷却方式の回転電機の場合、定期検査時、回転電機内のガス(気体)を空気に置換した際、空気に含まれている水分により内部の湿度が高くなり、定期点検後の水素充填時にガス中の水分が蒸発し、ガス循環ラインの配管内に結露が生じてしまう虞れがある。
【００２０】
このように配管内に結露が生じると、配管が目詰まりしてガスの流れが阻害され、ガス流量が低下してしまう。一方、ガス純度の測定には規定量以上のガス流量が確保されなければならない。
【００２１】
従って、従来技術では、結露によりガス流量が低下し、この結果、ガス純度の測定に異常をきたし、ガス純度の計測に問題が生じてしまうのである。
【００２２】
特に、定期点検後の発電機の起動時には、ファンによる差圧が少なく、ガス流量が規定量に達しないので、結露による配管の目詰まりが更に発生し易くなり、ガス純度の測定異常が促進されてしまう。
【００２３】
また、従来技術では、運転時や定期点検中の置換時に複数の弁を個別に開閉操作する必要があるため、誤操作が起こり易く、この場合にもガス純度の測定に異常が発生する虞れがあった。
【００２４】
そして、このように測定異常が発生した場合、原因の究明が必要になり、そのためのコストが発生してしまう。ここで最悪のケースとしては、発電機の運転中止が必要になり、この場合、復旧までの時間と費用を勘案すると社会に及ぼす影響は甚大である。
【００２５】
本発明の目的は、ガス純度の計測に異常が発生する虞れの少ない回転電機のガス純度測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記目的は、回転電機内からガス純度測定部とガス流量測定部、それに第１の弁を通って前記回転電機内に戻る経路からなるガス循環ラインと、前記回転電機内から前記ガス純度測定部と説明ガス流量測定部、それに第２の弁を通って大気中に至る経路からなるガス放出ラインを備えたガス純度測定装置において、前記第１の弁と前記第２の弁を開閉制御する弁制御部を設け、前記弁制御部は、前記第１の弁を開き前記第２の弁を閉じることにより前記ガス循環ラインを形成させ、前記第１の弁を閉じ前記第２の弁を開くことにより前記ガス放出ラインを形成させ、且つ、前記弁制御部は、前記ガス純度測定部と前記ガス流量測定部の双方の測定値を監視し、前記ガス循環ラインにおいて前記双方の測定値が所定値から低下したとき、前記ガス循環ラインから前記ガス放出ラインに切換制御し、前記前記ガス放出ラインにおいて前記双方の測定値が前記所定値に復帰したとき、前記ガス放出ラインから前記ガス循環ラインに復帰制御することにより達成される。
【００２７】
同じく上記目的は、回転電機内からガス純度測定部とガス流量測定部、それに第１の弁を通って前記回転電機内に戻る経路からなるガス循環ラインと、前記回転電機内から前記ガス純度測定部と説明ガス流量測定部、それに第２の弁を通って大気中に至る経路からなるガス放出ラインを備えたガス純度測定装置において、前記第１の弁と前記第２の弁を開閉制御する弁制御部を設け、前記弁制御部は、前記第１の弁を開き前記第２の弁を閉じることにより前記ガス循環ラインを形成させ、前記第１の弁を閉じ前記第２の弁を開くことにより前記ガス放出ラインを形成させ、且つ、前記弁制御部は、前記ガス純度測定部と前記ガス流量測定部の双方の測定値を監視し、前記ガス循環ラインにおいて前記双方の測定値が所定値から低下したとき、前記ガス循環ラインから前記ガス放出ラインに切換制御し、前記切換制御した時点から所定時間経過したとき、前記ガス放出ラインから前記ガス循環ラインに復帰制御することによっても達成される。
【００２８】
また、上記目的は、回転電機内からガス純度測定部とガス流量測定部、それに第１の弁を通って前記回転電機内に戻る経路からなるガス循環ラインと、前記回転電機内から前記ガス純度測定部と説明ガス流量測定部、それに第２の弁を通って大気中に至る経路からなるガス放出ラインを備えたガス純度測定装置において、前記第１の弁と前記第２の弁を開閉制御する弁制御部と、前記回転電機のガス出口側配管とガス戻り側配管の間に接続された差圧測定部を設け、前記弁制御部は、前記第１の弁を開き前記第２の弁を閉じることにより前記ガス循環ラインを形成させ、前記第１の弁を閉じ前記第２の弁を開くことにより前記ガス放出ラインを形成させ、且つ、前記弁制御部は、前記ガス純度測定部と前記ガス流量測定部、それに前記差圧測定部の各々の測定値を監視し、前記ガス循環ラインにおいて前記各々の測定値が所定値から低下したとき、前記ガス循環ラインから前記ガス放出ラインに切換制御し、前記前記ガス放出ラインにおいて前記各々の測定値が前記所定値に復帰したとき、前記ガス放出ラインから前記ガス循環ラインに復帰制御することによっても達成される。
【００２９】
更に、上記目的は、回転電機内からガス純度測定部とガス流量測定部、それに第１の弁を通って前記回転電機内に戻る経路からなるガス循環ラインと、前記回転電機内から前記ガス純度測定部と説明ガス流量測定部、それに第２の弁を通って大気中に至る経路からなるガス放出ラインを備えたガス純度測定装置において、前記第１の弁と前記第２の弁を開閉制御する弁制御部と、前記回転電機のガス出口側の配管とガス戻り側の配管の間に接続された差圧測定部を設け、前記弁制御部は、前記第１の弁を開き前記第２の弁を閉じることにより前記ガス循環ラインを形成させ、前記第１の弁を閉じ前記第２の弁を開くことにより前記ガス放出ラインを形成させ、且つ、前記弁制御部は、前記ガス純度測定部と前記ガス流量測定部、それに前記差圧測定部の各々の測定値を監視し、前記ガス循環ラインにおいて前記各々の測定値が所定値から低下したとき、前記ガス循環ラインから前記ガス放出ラインに切換制御し、前記切換制御した時点から所定時間経過したとき、前記ガス放出ラインから前記ガス循環ラインに復帰制御することによっても達成される。
【００３０】
このとき、更に前記回転電機と前記第１の弁の間の経路に前記回転電機内の圧力を測定する機内圧力測定部を設け、前記弁制御部は、前記回転電機が運転中、前記機内圧力測定部による機内圧力測定値を監視し、前記機内圧力測定値が低下したとき、前記回転電機内にガスを供給するための弁の開閉を制御するようにしても上記目的が達成でき、同じく、このとき、前記回転電機のガス出口側の配管と前記ガス純度測定部の経路にファンが設けられていることによっても上記目的が達成される。
【００３１】
また、このとき、更に前記回転電機のガス出口側の配管と前記ガス純度測定部の経路に乾燥器が設けられていることによっても上記目的が達成でき、前記乾燥器がファンを備えていることによっても上記目的が達成される。
【００３２】
ここで、前記回転電機が、原子力発電所の発電機であっても上記目的が達成される。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、自動的にガス純度測定部周りの配管内の結露が防止されるので、回転電機の運転時や定期点検時など、運転状態の全般にわたってガス純度が常時監視でき、運転状態の健全性の確保と、運転操作に要する負担の軽減に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明による回転電機のガス純度監視装置について、図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３５】
図１は、本発明の一実施形態で、図において、１０１は弁制御部で、１０５は運転モード切替制御部、１０６は第１弁開閉制御部、それに１０７は第２弁開閉制御部であり、その他の構成は図１５で説明した従来技術と同じである。
【００３６】
このとき、上記従来技術では特に説明しなかったが、この実施形態では、弁１０４と弁１１３を電動操作弁とし、これにより、これらの弁１０４、１１３が弁制御部１０１により自動的に開閉操作されるように構成してあり、このとき、弁１０４については第２の弁と定義し、弁１１３については第１の弁と定義してある。
【００３７】
このため、弁制御部１０１には、図示のように、運転モード切替制御部１０５と第１弁開閉制御部１０６、それに第２弁開閉制御部１０７が備えられている。
【００３８】
そして、まず、運転モード切替制御部１０５は、運転中モードが指令されたときは第１弁開閉制御部１０６による制御動作に設定し、定検中モード又は置換中モードが指令されたときは、第２弁開閉制御部１０７による制御動作に設定する働きをする。
【００３９】
このときの“運転中”、“定検中”、“置換中”の各運転モード信号は、例えば切替スイッチや押しボタンスイッチなど図示してない外部の操作部から供給されるようになっている。なお、ここで“定検”とは“定期点検”のことであり、以下、このように、定期点検については定検と記載する。
【００４０】
このとき、運転モード切替制御部１０５は、発電機１００の出力信号を取り込むことで自動切替することができる(？)。
【００４１】
次に、第１弁開閉制御部１０６は、運転中モードのとき、第２の弁１０４と第１の弁１１３の開閉を制御する働きをするが、このとき、更にガス純度測定部１０２による純度測定値Ｄとガス流量測定部１０３による流量測定値Ｆを読込んで第２の弁１０４と第１の弁１１３の開閉を制御する働きもする。
【００４２】
そして、第２弁開閉制御部１０７は、定検中モード及び置換中モードのとき、第２の弁１０４と第１の弁１１３の開閉を制御する働きをする。
【００４３】
次に、この実施形態の動作について説明する。まず、図２が弁制御部１０１による制御処理を表わすフローチャートであり、ここで、特に太い破線で囲んだ部分２１０は第１弁開閉制御部１０６による処理を表わす。
【００４４】
そして、この図２のフローチャートによる処理は、図示してないが、弁制御部１０１に備えられているマイコン(マイクロコンピュータ)により、そこに搭載してある所定のプログラムに従って、例えばタイマ割込みなどにより、所定の周期で繰返し実行されるものである。
【００４５】
そこで処理が開始されたら、まず、ステップ２０７でモードの判定を行なう。すなわち外部から運転モード切替制御部１０５に入力されている運転モード信号を調べ、運転モードを認識し、モードを判定するのである。
【００４６】
そして、まず定検時モード(定検中モード)又は置換時モード(置換中モード)であると認識されたときは、ステップ２０９の処理に進み、第２弁開閉制御部１０７に指令を出し、第２の弁１０４を開き、第１の弁１１３を閉じて大気放出ラインＬ２を形成させ、発電機１００内のガスを大気中に放出し、連続掃気する。
【００４７】
一方、ステップ２０７で運転時モード(運転中モード)であると認識されたときは、部分２１０で囲んだ第１弁開閉制御部１０６による処理に進む。そして、まずステップ２０８の処理を実行し、第２の弁１０４を閉にすると共に第１の弁１１３を開にし、これによりガス循環ラインＬ１を形成させる。
【００４８】
そして、この状態でガス純度測定部１０２の純度Ｄの測定値とガス流量測定部１０３の流量Ｆの測定値を取込み、まず純度Ｄの測定値ＤS を所定の純度Ｄ0(例えばＤ0＝９９％など)と比較し、ステップ２０１で「ＤS＜Ｄ0」であるか否かを判定する。
【００４９】
そして、まず、判定結果がｎｏ、すなわち結果が「ＤS≧Ｄ0」でガス純度低下なしとなったときは、正常状態であると見なせるので、このまま処理を終了し、次回の処理開始を待つ。
【００５０】
一方、ステップ２０１での判定結果がｙｅｓ、すなわち結果が「ＤS＜Ｄ0」で純度低下ありとなったときは、次いでステップ２０２で、今度は流量Ｆの測定値ＦS を所定の流量Ｆ0(例えばＦ0＝１０Ｌ／minなど)と比較し、判定結果が「ＦS＜Ｆ0」であるか否かを判定する。
【００５１】
そして、まず、判定結果がｎｏ、すなわち結果が「ＦS≧Ｆ0」でガス流量低下なしのときは、例えば配管系統やガス流量測定部１０３に何らかの異常が発生したことが考えられるのでステップ２０３でガス流量上昇の原因を調査する。
【００５２】
従って、このときは所定の警報が報知されるなど、異常発生に際して必要とする何等かの処置が施されることになる。
【００５３】
一方、ステップ２０２での判定結果がｙｅｓ、すなわち「ＦS＜Ｆ0」で、流量低下ありとなったときは、次いでステップ２０４を実行し、ここで、短時間(例えば１sec)第２の弁１０４を開き、第１の弁１１３は閉じて、一時的に大気放出ラインＬ２を形成させる。
【００５４】
そして、このとき、同時にガス純度測定部１０２から純度Ｄの測定値ＤS を取込み、次のステップ２０５で、測定値ＤS が所定の純度Ｄ0 に復帰しているか否かを判定し、判定結果がｎｏ、つまり「ＤS＜Ｄ0」になっていたときは、ステップ２０４に戻る。
【００５５】
そして、このステップ２０５での判定結果がｙｅｓ、つまり「ＤS≧Ｄ0」でガス純度が復帰したと判断されたとき、今度はステップ２０６に移行し、ここで第２の弁１０４を閉じ、第１の弁１１３は開いて、形成されていた大気放出ラインＬ２をガス循環ラインＬ１に戻してから処理を終了し、同じく次の処理開始を待つのである。
【００５６】
次に、このときのステップ２０４〜ステップ２０６の処理が実行されたことによって得られる機能について説明する。
【００５７】
まず、ステップ２０１でガス純度測定部１０２によるガス純度が低下し、次のステップ２０２でガス流量測定部１０３による流量も低下したということは、結露により配管内の流路が阻害され、ガス純度測定部１０２によるガス純度の測定動作が阻害された結果である確率が極めて高い。
【００５８】
ここで、いま、ステップ２０４の処理により大気放出ラインＬ２を形成させてやったとすると、このとき、発電機１００内は大気圧より高い気圧、例えば３atg の圧力に保たれているので、発電機１００内のガス(このときは水素)が、ガス純度測定部１０２とガス流量測定部１０３の配管回りを通って大気連通配管１０８から大気中に放出され始める。
【００５９】
そうすると、発電機１００から大気連通配管１０８に至る経路に、例えば結露などが発生していても、そこに水素が流された結果、結露となっていた水分も一緒に大気中に押し出されてしまう。
【００６０】
そして、このようにして配管内の水分が大気連通配管１０８から大気中に押し出されてしまうと、ガス純度測定部１０２のガス流量が回復する。そして、この結果、ガス純度の測定動作が正常に戻り、ガス純度の測定が正しく行われるようになる。
【００６１】
そこで、ステップ２０５でガス純度が所定値に復帰したら、ここでステップ２０６に進み、第２の弁１０４を閉じ、第１の弁１１３を開いて大気放出ラインＬ２からガス循環ラインＬ１に復帰させてやれば、通常のガス循環ラインＬ１による運転中モードに戻すことができる。
【００６２】
この結果、上記記実施形態によれば、運転中モードにおいて、ガス純度測定部１０２によるガス純度の計測値が異常になった場合には、自動的にガス循環ラインＬ１から大気放出ラインＬ２に切換わり、結露などによるガス純度計測動作の異常を解消させる動作が自動的に与えられることになる。
【００６３】
従って、この実施形態によれば、ガス純度測定部１０２周りの配管内の結露によるガス純度計測動作の異常が防止され、発電機１００の運転時や定検中のガス置換時など、発電機１００の運転状態の全般にわたって、常時、発電機１００内のガス純度を監視することができ、水素冷却方式の回転電機の運転に際しても、運転時や定期点検時など全般にわたって、運転状態の健全性を確保することができる。
【００６４】
また、この実施形態によれば、第２の弁１０４と第１の弁１１３の開閉操作が相互に連動して自動的に得られるので、これらを個別に制御していた場合に人的要因により発生してしまう不具合を抑えることができ、同じく運転時や定期点検時など全般にわたって、運転状態の健全性を確保することができる。
【００６５】
次に、本発明の他の実施形態について説明すると、図３は本発明の第２の実施形態で、これは、図２のフローチャートにおいて、細い破線の枠で囲んだ部分２１１を表わしたもので、その他の部分は、図２の第１の実施形態のフローチャートと同じである。
【００６６】
そして、この図３の部分２１１は、図２の部分２１１において、ステップ２０２の処理の後にステップ３０１の処理を追加すると共に、ステップ２０５の処理に代えてステップ３０２の処理を設け、更に、ステップ２０６の処理の後にステップ３０３の処理を追加したもので、その他の点は図２の部分２１１と同じであり、従って、以下では、異なっている部分についてだけ説明することにする。
【００６７】
運転時モードのとき、第１弁開閉制御部１０６は、ステップ２０１とステップ２０２で共に判定結果がｙｅｓになったとき、つまり第２の弁１０４を閉じ第１の弁１１３を開いてガス循環ループＬ１を形成させ、ガス純度測定部１０２と測定値ＤS とガス流量測定部１０３の測定値ＦS を監視し、双方の測定値ＤS、ＦS が共に低下した場合、ステップ３０１でタイマをスタートさせる。
【００６８】
そして、この後、ステップ２０４で第２の弁１０４を開き、第１の弁１１３を閉じて、大気放出ラインＬ２を形成させ、発電機１００内のガスを一時的に大気連通配管１０８から大気中に放出させる。
【００６９】
このとき、ステップ３０２でタイマの設定時間が経過するまで大気放出ラインＬ２を形成させたままにする。そして、タイマの設定時間が経過後、ステップ２０６で第２の弁１０４を閉じ、第１の弁１１３を開いてガス循環ループＬ１に切換え、ステップ３０３でガス純度を測定し、所定値に復帰しているか否かを判定する。
【００７０】
そして、もしもガス純度が所定値に復帰していなかったときは、ガス純度測定部１０２の故障や配管系統の異常などが想定されるので、このときはステップ２０３に進み、原因を調査する。
【００７１】
このときのステップ３０１におけるタイマの設定値(時間)は、配管内に結露が生じた場合、配管内の水分をガス循環ループＬ１により大気中に十分に放出することができる時間を予め経験値として求めておき、それを設定する。
【００７２】
そして、ステップ３０３でガス純度が所定値に復帰していると判定されたら、処理を終了し、同じく次の処理開始を待つのである。
【００７３】
従って、この図３の実施形態によっても、ガス純度測定部１０２周りの配管内の結露によるガス純度計測動作の異常が防止され、発電機１００の運転時や定検中のガス置換時など、発電機１００の運転状態の全般にわたって、発電機１００内のガス純度を常時、監視することができ、水素冷却方式の回転電機の運転に際しても、運転時や定期点検時など全般にわたって、運転状態の健全性を確保することができる。
【００７４】
また、この図３の実施形態によっても、第２の弁１０４と第１の弁１１３の開閉操作が相互に連動して自動的に得られるので、これらを個別に制御している場合の人的要因による不具合の発生を抑えることができ、同じく運転時や定期点検時など全般にわたって、運転状態の健全性を確保することができる。
【００７５】
ここで、図２の実施形態の場合、ガス純度測定部１０２とガス流量測定部１０３の測定値が低下して、一時的に大気放出ラインＬ２を形成させた後、ガス純度が所定値に復帰するまでステップ２０４で第２の弁１０４と第１の弁１１３の状態が保持されたままになる。
【００７６】
このため、何らかの原因でガス純度が復帰しなかった場合、この図２の実施形態では、第２の弁１０４と第１の弁１１３は同じ状態を継続し、大気放出ラインＬ２が形成されたままになってしまう。
【００７７】
一方、この図３の実施形態では、ステップ３０１でタイマをスタートさせ、タイマの設定時間だけステップ３０２で第２の弁１０４を開き第１の弁１１３を閉じるようにしているため、大気放出ラインＬ２が形成されたままになってしまう事態の発生を回避することができる。
【００７８】
次に、図４も本発明の実施形態で、これは、図１において、発電機１００のガス純度測定部１０２とガス流量測定部１０３に連通した配管系におけるガス出口配管とガス戻り配管の間に更に差圧測定部４０１を設け、この差圧測定部４０１による差圧Ｐの測定値を第１弁開閉制御部１０６に読み込んで第２の弁１０４と第１の弁１１３を制御するようにした場合の一実施形態である。
【００７９】
そして、図５と図６は、この図４の実施形態における制御処理を示したフローチャートで、このとき、図５は、図２のフローチャートにおける部分２１１において、ステップ５０１の処理を追加した場合の一実施形態で、図６は、図３のフローチャートにステップ６０１の処理を追加した場合の一実施形態であり、追加した処理ステップは、何れも差圧測定部４０１による差圧Ｐの測定値の監視を行なうものである。
【００８０】
いま、発電機１００が運転中、正常状態であればガス純度測定部１０２とガス流量測定部１０３及び差圧測定部４０１の測定値ＤS、ＦS、ＰS は夫々所定値を示している。
【００８１】
ここで、もしも、ガス純度測定部１０２の測定値ＤS と、ガス流量測定部１０３の測定値ＦS が低下し、更に差圧測定部４０１の測定値ＰS も低下したとすれば、特にガス純度測定部１０２周りの配管内において、ガス流路が阻害された可能性が極めて高いものと判断できる。
【００８２】
そこで、これらのステップ５０１、６０１で差圧測定部４０１の測定値ＰS を監視し、差圧Ｐが所定の判定値から低下した場合、図５の実施形態ではステップ２０４以降の処理に進み、図６の実施形態では、ステップ３０１以降の処理に進む。
【００８３】
しかして、ステップ５０１、６０１で差圧Ｐが低下なかったとすると、差圧測定部４０１の故障や配管系統の異常などが想定されるため、このときはステップ２０３に進み、原因を調査するのである。
【００８４】
従って、これら図５と図６の実施形態によれば、ガス純度測定部１０２とガス流量測定部１０３の測定値ＤS、ＦS に加えて、差圧測定部４０１の測定値ＰS も併せた判断がなされることになり、この結果、更に高い確率でガス純度測定部１０２周りの配管内の流路の阻害性を判定することができる。
【００８５】
次に、図７は、図１の実施形態において、機内圧力測定部７０１を設け、これにより弁１１１の開閉制御が行なえるようにした場合の本発明の一実施形態で、このとき、第２の弁１０４と第１の弁１１３の開閉制御は、図２及び図３の実施形態と同様であり、更に弁１１１も伝送操作弁で構成されている。
【００８６】
そして、この機内圧力測定部７０１は、発電機１００内のガス圧、すなわち機内圧Ｑを測定し、その測定値ＱS を第１弁開閉制御部１０６に供給する。そして、これにより第１弁開閉制御部１０６は、弁１１１を開閉制御するのである。
【００８７】
図８は、この図７の実施形態における弁１１１の制御フローチャートで、この制御フローチャートによる制御処理は図２や図３のフローチャートと同様、運転時モードのときだけ実行される。
【００８８】
この図８のフローチャートによる処理が開始されると、まず、機内圧力測定部７０１から機内圧Ｑの測定値ＱS を取込み、それが所定値にあるか否かを、ステップ８０１により調べる。そして、もしも発電機１００内のガス圧が所定値でなかったとき、つまり判定結果がｎｏのときはステップ８０２に進み、今度は測定値ＱS が所定値から低下したか否かを調べる。
【００８９】
そして、このステップ８０２で判定結果がｎｏ、つまり機内圧Ｑが上昇したときは、計器故障などの原因が考えられるので、ステップ８０５に進み、原因を調査する。
【００９０】
一方、ステップ８０２で判定結果がｙｅｓ、つまり機内圧Ｑが低下していたときはステップ８０３に進み、弁１１１を開き、ガス供給装置１１２から発電機１００の中に水素を供給して、この図８のフローチャートによる処理を終了する。
【００９１】
他方、ステップ８０１での判定結果がｙｅｓのとき、つまり機内圧Ｑは所定値を保っていたときはステップ８０４に進み、弁１１１は閉じたままで、そのままこの図８のフローチャートによる処理を終了するのである。
【００９２】
この結果、第１弁開閉制御部１０６は、常時、発電機１００内のガス圧力を監視し、運転時モードにおいて一時的に大気放出ラインＬ２が形成され、発電機１００内のガス圧が低下してしまうのに備えて待機していることになる。
【００９３】
そして、機内圧Ｑが低下したときだけ、弁１１１を開き、ガス供給装置１１２から水素を供給し、発電機１００内のガス圧力を所定値に保持するように動作することになり、従って、この図８の実施形態によれば、常時、発電機１００の機内圧を一定に保持することができる。
【００９４】
なお、この図８のフローチャートによる処理は、図２や図３のフローチャートによる処理とは別に割り込み処理やサブルーチンプログラムなどによっても実現することが可能である。
【００９５】
次に、図９も本発明の実施形態で、これは図４の実施形態に図７の実施形態を組み合わせた場合の一実施形態であり、従って、第２の弁１０４と第１の弁１１３、それに弁１１１の制御は、図２と図３、図５、図６及び図８の各フローチャートを組み合わせた形で実行される。
【００９６】
従って、この図９の実施形態にによれば、運転時モードにおいて、ガス純度測定部１０２周りの配管内の流路の阻害を高い精度で判定することが可能になり、且つ、運転中一時的に大気放出ラインＬ２が形成されたときでも発電機１００の機内圧を一定に保持することができる。
【００９７】
次に、図１０も本発明の実施形態で、これは、図１の実施形態において、更にファン００１を設けた場合の一実施形態であり、このときファン００１は運転時モードや定検中モードで大気放出ラインＬ２が形成されたとき作動させる。但し、このファン００１は、運転時、常時作動させても問題はない。
【００９８】
この図１０の実施形態によれば、ファン００１によりガスの流通が促進されるので、ガス純度測定部１０２周りの配管内の結露防止に更に有効である。
【００９９】
また、図１１も本発明の実施形態で、これは、図１の実施形態において、ファン００１を設けた上で、更に乾燥機００２を設けた場合の一実施形態である。
【０１００】
ここで、この乾燥機００２は、シリカゲルや活性アルミナなどの乾燥剤を使用し、ガスに含まれる水分を除去する目的で、図示のように、発電機１００ららガス純度測定部１０２に至る配管路に設置されている。
【０１０１】
このとき、乾燥器００２内の乾燥剤が吸湿すると乾燥効果が低下するので、流通するガスに含まれる水分量が多いと、乾燥剤め交換頻度が多くなる。そこで、ファン００１を設け、シリカゲルや活性アルミナの再活性化を図り、配管内の結露を防止するのである。
【０１０２】
次に、図１２は、図１の実施形態に、更に電動弁００３とドレントラップ００４を設けた場合の一実施形態で、この場合、結露により配管内に生じた水分は、ドレントラップ００４により捕捉され、ここに蓄積されるので、水分が配管内に停留してしまうのを防ぐことができる。
【０１０３】
図１３は、この図１２の制御フローチャートで、これは、図２のフローチャートにおける部分２１０内のステップ２０８をステップ００６に置換し、ステップ２０４はステップ００８に置換し、更にステップ２０６はステップ００９に置換したものである。
【０１０４】
次に、図１４は、図１３のフローチャートにおける部分２１１について、図３の部分２１１で置換し、それにおけるステップ２０４をステップ００８に置換し、ステップ２０６はステップ００９に置換したものである。
【０１０５】
従って、これら図１３と図１４の実施形態においても、第２の弁１０４及び第１の弁１１３の制御処理は図２と図３のフローチャートによる処理と同様であるが、弁００３の開閉制御はステップ００６、ステップ００８、それにステップ００９において、第２の弁１０４と同期して実行される。
【０１０６】
そして、この弁００３が開かれることにより、ドレントラップ００４内に捕捉されていた水分をドレンライン００５に排出させることができ、従って、これら図１３と図１４の実施形態によれば、水分が配管内に侵入するのが抑えられ、配管内の結露を防止することができる。
【０１０７】
ところで、以上の図１０と図１１及び図１２の実施形態において、更に図４と図７及び図９の実施形態における差圧測定部４０１や機内圧力測定部７０１、或いはこれらの双方の機能を追加して本発明の他の実施形態としてやれば、更にも配管内の結露防止に効果的である。
【０１０８】
また、以上の実施形態では特に説明しなかったが、本発明によるガス純度測定装置は、原子力発電所における発電機周りの配管系統にも適用することができるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明によるガス純度測定装置の第１の実施形態を示すブロック構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による動作の一例を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施形態による動作の他の一例を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明によるガス純度測定装置の第２の実施形態を示すブロック構成図である。
【図５】本発明の第２の実施形態による動作の一例を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態による動作の他の一例を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明によるガス純度測定装置の第３の実施形態を示すブロック構成図である。
【図８】本発明の第３の実施形態による動作の一例を説明するためのフローチャートである。
【図９】本発明によるガス純度測定装置の第４の実施形態を示すブロック構成図である。
【図１０】本発明によるガス純度測定装置の第５の実施形態を示すブロック構成図である。
【図１１】本発明によるガス純度測定装置の第６の実施形態を示すブロック構成図である。
【図１２】本発明によるガス純度測定装置の第７の実施形態を示すブロック構成図である。
【図１３】本発明の第７の実施形態による動作の一例を説明するためのフローチャートである。
【図１４】本発明の第７の実施形態による動作の他の一例を説明するためのフローチャートである。
【図１５】従来技術によるガス純度測定装置の一例を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１００：発電機
１０１：弁制御部
１０２：ガス純度測定部
１０３：ガス流量測定部
１０４：弁(第２の弁)
１１１：弁
１１３：弁(第１の弁)
００３：弁
１０５：運転モード切替制御部
１０６：第１弁開閉制御部
１０７：第２弁開閉制御部
１０８：大気連通配管１０８
１１２：ガス供給装置
４０１：差圧測定部
７０１：機内圧力測定部
００１：ファン(ＦＡＮ)
００２：乾燥機
００４：ドレントラップ
００５：ドレンライン
Ｄ：ガス純度(ガス純度測定部の測定信号)
Ｆ：ガス流量測定部(ガス流量測定部の測定信号)
Ｑ：機内圧(機内圧力測定部の測定信号)
【図１】
2005121435.tif 000003
【図２】
2005121435.tif 000004
【図３】
2005121435.tif 000005
【図４】
2005121435.tif 000006
【図５】
2005121435.tif 000007
【図６】
2005121435.tif 000008
【図７】
2005121435.tif 000009
【図８】
2005121435.tif 000010
【図９】
2005121435.tif 000011
【図１０】
2005121435.tif 000012
【図１１】
2005121435.tif 000013
【図１２】
2005121435.tif 000014
【図１３】
2005121435.tif 000015
【図１４】
2005121435.tif 000016
【図１５】
2005121435.tif 000017